一种EDTA球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法

一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法
技术领域
1.本发明属于废物的处理及再利用，涉及一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法。本发明edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属后获得的飞灰解毒渣可以用于建筑砂浆、建筑墙板的制备。


背景技术：

2.垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)是生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰(采用的烟气捕集剂一般是石灰乳)，是一种灰白色或深灰色细小粉末，具有含水率低、粒径不均、孔隙率高及比表面积大的特点。标准gb/16889-2008规定了飞灰浸出液中hg、cu、zn、pb、cd、be、ba、ni、as、cr、se的浓度限值，以下列举的是国内部分地区的飞灰中主要重金属浓度，如表1所示：
3.表1：国内部分地区飞灰中重金属浓度(mg/l)
[0004][0005][0006]
注：表中
“‑”
表示微量或含量极低
[0007]
根据以上统计的部分地区发现，飞灰中主要超标重金属是pb，其次是zn、cd、ni、hg，另外cu、cr浓度未超标，但均有检出，be、ba、se微量或浓度极低，未检出，重金属浓度超
标主要是因为垃圾中含有电子设备等，在垃圾焚烧的过程中富集下来的。因此重点对pb、zn、cd、ni、cu、cr、hg重金属进行处理。
[0008]
飞灰中所含重金属主要为pb、zn、cd、ni、cu、cr、hg等，若处理不当会造成重金属迁移，污染水体、土壤和空气。在处置与利用过程中，重金属浸出而进入生态环境是飞灰的主要潜在环境风险，重金属的释放直接影响周围的土壤、地表水和地下水，进而可以影响植物生长，通过食物链增加潜在毒性元素的活性并在生物体内累积，如果浸出的毒性物质渗透到地下水，则会直接危及生态环境和人体健康，因而针对飞灰中超标金属离子的处理尤为重要。
[0009]
为了解决上述问题，现有技术中，飞灰的处理方式主要有：螯合剂+水泥固化方式，其中cn111515225a公开了一种垃圾焚烧飞灰的处理方法，采用包括福美钠、福美钾或聚乙烯亚胺改性水溶性高分子螯合剂、木质素改性水溶性高分子螯合剂或淀粉改性水溶性高分子螯合剂的任意一种或至少两种的组合的混合螯合剂，搅拌反应30min，再用水泥进行固化，最后进行填埋处理，此类螯合剂与飞灰中的重金属发生螯合反应，生成沉淀物质而对重金属进行固化，使其不再具有水溶性。该类方法的不足之处主要是：
①
螯合剂占飞灰总量的2.5％左右，水泥投入量占飞灰总量的5～10％，处理螯合剂和水泥的材料成本在200～300元/吨飞灰，材料成本高；
②
处理后的飞灰渣需要运至专门的填埋场作为危险废物进行填埋处理，并需要长期管控，运行管控成本高；
③
有机螯合剂有使用寿命，一定时间后会老化变质，飞灰重金属危险活性就会增强，渗漏危险性就提高，一旦遇到超级大暴雨天气，易带来大规模的重金属泄露和排放，造成大型环境污染事故；
④
需要大量的土地进行堆放，一般紧邻城市，土地资源有限，浪费宝贵的土地；
⑤
这种处理方式并没有去除飞灰的毒性物质，处理后的飞灰渣仍然属于危险固体废物，不符合用于建筑材料等产品要求，不能用来制备建材产品。
[0010]
另一种处理飞灰的方法是玻璃固化，其中cn110043905a公开了一种焚烧飞灰玻璃化处理用添加剂及玻璃化处理焚烧飞灰的方法，系采用sio2、h3bo3、黏土或长石粉、碳酸钠或碳酸钙或碳酸钡、硝酸钠与飞灰在温度1150-1600℃熔融反应，冷却后得到的玻璃态熔渣。该类方法的不足之处主要是：
①
璃固化反应需要在1000℃以上熔融反应15～80min，消耗能源大，前期设备投资高，处理费用达到1500～3000元/吨飞灰，且技术要求高，目前只有上海等经济发达的城市在采用；
②
处理后得到的玻璃态熔渣要运送到填埋场进行填埋处理，占用大量的土地堆放，管理、监控以及维护费用高，同样是危险固体废物，其中重金属由于玻璃固化后不易分离除去，很难再有方法去除其重金属杂质，从而基本失去再利用的可能。
[0011]
乙二胺四乙酸(简称edta)是一种常见金属络合剂，理论上能够与金属发生反应生成可溶性的金属络合物，然而实际上简单的通过edta与飞灰进行搅拌反应，处理后飞灰达不到国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb/16889-2008)的要求。如罗伟等人采用edta处理飞灰中的重金属，对pb、cd、cu均有一定的去除效果，但当edta投入量达到2.5％时，pb和cd的浓度分别为0.2898mg/l、0.1878mg/l，也还超过国家标准gb/16889-2008要求的限值(pb和cd的浸出浓度分别为0.25mg/l、0.15mg/l)，未能完全实现解毒处理。采用edta经简单的搅拌反应处理四川绵阳飞灰，发现飞灰渣中pb浓度为0.697mg/l，超出国家标准gb/16889-2008的限制要求(0.25mg/l)，这说明简单的搅拌反应无法让edta与飞灰的重金
属完全反应，使其完全溶出，达不到去除的要求，原因是简单的搅拌反应无法使edta分散到飞灰的颗粒内部，反应不完全，无法实现飞灰的完全解毒处理。


技术实现要素：

[0012]
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法。采用本发明，在球磨的作用下，edta与飞灰得到充分的分散、混合，能够进入飞灰的颗粒内部，与飞灰中的重金属充分接触，并在机械能的作用下充分快速反应，edta与飞灰中重金属离子发生络合作用形成稳定的可溶性络合物，使飞灰中可溶态的重金属离子能从飞灰中溶解至水溶液中，使飞灰中重金属浓度降到生活垃圾填埋的要求以下，处理完获取的飞灰解毒渣能满足国家标准gb/16889-2008要求；采用本发明，edta投加量少、反应时间短，大大提高了物料的处理效率，处理成本低，能用于建筑材料的制备，为垃圾焚烧飞灰处理提供了一条有效途径，环境效益显著。
[0013]
本发明的内容是：一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征是步骤为：
[0014]
a、配料：按垃圾焚烧飞灰45％～55％、水44％～54.8％、edta 0.2％～1.0％的重量百分比例取原料垃圾焚烧飞灰、水、edta；
[0015]
b、球磨反应：将垃圾焚烧飞灰、水、edta加入到球磨机中，按球：料重量比为3～6:1投入磨球，在常温下，球磨反应5～15min，完成垃圾焚烧飞灰的球磨反应，得到反应完全后的浆体；
[0016]
c、堆淋法获取飞灰解毒渣：
[0017]
第一步，将步骤b得到的反应完全后的浆体进行堆放，自然渗出滤液并收集(滤液)，得到堆放后的浆体；
[0018]
第二步，喷洒(适量的)水淋洗堆放后的浆体，采用标准hj/t 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测定渣(即堆放后的浆体)中的重金属浸出浓度，至渣中的重金属(主要是pb、zn、cd、ni、cu、cr、hg等)浓度符合国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb/16889-2008)要求，即获得飞灰解毒渣。飞灰解毒渣可以用于砂浆、墙板等制备，收集得到的滤液待其它方法处理。
[0019]
本发明的内容中：所述步骤c可以替换为：离心分离或机械挤压法获取飞灰解毒渣：
[0020]
第一步，将步骤b中的反应完全后的浆体通过离心机或(板块)压力机等机械进行固液分离，得到固液分离后的固体；收集滤液；
[0021]
第二步，加入(适量)水洗涤固液分离后的固体，采用标准hj/t300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测定渣(即固液分离后的固体)的重金属浸出浓度，至渣的重金属(主要是pb、zn、cd、ni、cu、cr、hg等)浓度符合国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb/16889-2008)要求，即获得飞灰解毒渣。飞灰解毒渣可以用于砂浆、墙板等制备；收集的滤液待其它方法处理。
[0022]
本发明的内容中：所述垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰(采用的烟气捕集剂一般可以是石灰乳)。
[0023]
本发明的内容中：所述的edta可以是成都市恒亿化工产品有限公司生产提供的
edta或四川华源盛泰生物科技有限公司生产提供的edta或市售产品。
[0024]
本发明edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的原理如下：
[0025]
1、edta-飞灰体系下的反应平衡原理
[0026]
飞灰水溶液ph＝9～12，因此需要考虑酸度对edta络合重金属反应的影响；飞灰在收集过程中，加入大量的石灰水，钙含量较多，对edta络合重金属带来竞争影响，因此需要考虑钙离子与重金属对edta竞争影响；最后是edta去除重金属效果的影响。对上述3个方面分别进行分析，如下所示：
[0027]
(1)酸度对edta络合重金属的影响
[0028]
在edta与垃圾焚烧飞灰的球磨反应中，涉及到的化学平衡反应为：
[0029]
m(oh)2＝m
2+
+2oh-反应(1)
[0030]m2+
+y
4-＝my
2-反应(2)
[0031]
反应(1)、(2)中，m为hg、cu、zn、pb、cd、ni、cr等重金属元素，y
4-为edta，my
2-为金属络合物。
[0032]
又因为发生反应(1)时：
[0033]
ksp(m(oh)2)＝[m
2+
][oh-]2式(1)
[0034]
式中：ksp(m(oh)2)为m(oh)2的溶度积常数，下同；
[0035]
[m
2+
]为重金属的平衡浓度，下同；
[0036]
[oh-]为oh-的平衡浓度，下同；
[0037]
由式(1)推断得：
[0038]
[m
2+
]＝ksp(m(oh)2)/[oh-]2式(2)
[0039]
以pb
2+
为例，pb的ksp(pb(oh)2)＝1.2
×
10-15
，在不同ph下，[pb
2+
]如下表2所示：
[0040]
表2：不同ph下，氢氧化沉淀体系下的[pb
2+
]
[0041][0042]
进行反应(2)时，得：
[0043]k稳(m)
＝[my
2-]/[m
2+
][y
4-]式(3)
[0044]
α
y(h)
＝[y]/[y
4-]式(4)
[0045]
式中：k
稳(m)
为重金属与edta的络合稳定常数，下同；
[0046]
[my
2-]为重金属络合物浓度，下同；
[0047]
[y
4-]为edta的平衡浓度，下同；
[0048]
α
y(h)
为酸效应系数，下同；
[0049]
[y]为edta的总浓度，下同；
[0050]
由式(3)和式(4)推出
[0051]
[my
2-]/[m
2+
]＝(k
稳(m)
×
[y])/α
y(h)
式(5)
[0052]
不同ph下，k
稳(
pb
)
＝10
18.04
，假设[edta]＝10-3
mol/l，则[pby
2-]/[pb
2+
]如下表3所示：
[0053]
表3：不同ph下，[pby
2-]与[pb
2+
]的关系
[0054][0055]
因为[pby
2-]/[pb
2+
]数值很大，所以pb
2+
能够与y
4-完全反应生成pby
2-，假设[pb
2+
]
初
＝10-3
mol/l，那么[pby
2-]≈[pb
2+
]＝10-3
mol/l，则不同ph下的[pb
2+
]如下表4所示：
[0056]
表4：不同ph条件下，edta体系下[pb
2+
]
[0057][0058]
比较表2和表4中[pb
2+
]，在edta体系下，[pb
2+
]远小于pb(oh)2沉淀体系下的[pb
2+
]，所以pb
2+
优先与edta反应生成pby
2-，而不是生成pb(oh)2。
[0059]
同理，hg、cu、zn、cd、ni、cr(be、ba、as、se等浓度不超标，不在此处进行计算说明，下同)的ksp(m(oh)2)，如表5所示：
[0060]
表5不同重金属的ksp
[0061][0062]
在不同ph下，计算出不同重金属进行反应(1)时，其平衡时的重金属浓度，如表6所示：
[0063]
表6：不同ph下，氢氧化沉淀体系下的[m
2+
]/(mol/l)
[0064][0065]
hg、cu、zn、cd、ni、cr的k
稳
如下表7所示：
[0066]
表7：不同重金属的k
稳
[0067][0068]
进行反应(2)时，[my
2-]/[m
2+
]如下表8所示：
[0069]
表8：不同ph下，[my
2-]与[m
2+
]的关系
[0070][0071]
因为[my
2-]/[m
2+
]数值很大，所以m
2+
能够与y
4-完全反应生成金属络合物，则不同ph下的[m
2+
]如下表9所示：
[0072]
表9：不同ph，edta体系下重金属浓度/(mol/l)
[0073][0074]
比较表7和表9中[m
2+
]，在edta体系下，[m
2+
]远小于氢氧化物沉淀体系下的浓度，所以m
2+
优先与edta反应生重金属络合物，而不是生成氢氧化物沉淀。
[0075]
(2)ca
2+
对edta络合重金属的影响
[0076]
当溶液中同时存在ca
2+
和m
2+
时，产生如下反应：
[0077]m2+
+cay
2-＝my
2-+ca
2+
反应(3)
[0078]
反应(3)的化学平衡常数k1为
[0079]
k1＝[pby
2+
][ca
2+
]/[cay
2+
][pb
2+
]式(6)
[0080]
式(6)分子分母同时乘以一个[y
4-]，得：
[0081]
k1＝[my
2+
][ca
2+
][y
4-]/[cay
2+
][m
2+
][y
4-]
[0082]
＝k
稳(m)
/k
稳(ca)
[0083]
以pb
2+
例，化学平衡常数k1为：
[0084]
k1＝[pby
2+
][ca
2+
][y
4-]/[cay
2+
][pb
2+
][y
4-]
[0085]
＝k
稳(pb)
/k
稳(ca
)
[0086]
＝10
18.04
/10
10.69
[0087]
＝2.24
×
107式(7)
[0088]
由于式(7)很大，反应(3)向右边进行，edta体系下，平衡的[pb
2+
]、[ca
2+
]和[pb
2+
]/[ca
2+
]如下表10所示：
[0089]
表10：edta体系，不同ph的[pb
2+
]与[ca
2+
]
[0090][0091]
综上所述，加入edta，优先与pb
2+
反应生成pby
2-，当pb
2+
反应完全后，才与ca
2+
反应。
[0092]
同理，hg、cu、zn、cd、ni、cr等重金属的k1如下表11所示：
[0093]
表11：发生反应(3)时不同重金属的k1[0094][0095]
表11中“元素”即“重金属元素”；由表11可知，k1均很大，反应(3)向右边进行，edta体系下，平衡的[m
2+
]/[ca
2+
]，如下表12所示：
[0096]
表12：edta体系下，不同ph下，[m
2+
]与[ca
2+
]的关系
[0097][0098][0099]
综上所述，加入edta，优先与m
2+
反应生成my
2-，当m
2+
反应完全后，才与ca
2+
反应。
[0100]
(3)edta去除重金属效果分析
[0101]
在不同ph条件下，存在着如下反应：
[0102]
caso4+2oh-＝ca(oh)2+so
42-反应(4)
[0103]
反应(4)的反应平衡常数k2＝[so
42-]/[oh-]2，分子分母同时乘以[ca
2+
]，则
[0104]
k2＝[so
42-][ca
2+
]/[oh-]2[ca
2+
]
[0105]
＝ksp(caso4)/ksp(ca(oh)2)
[0106]
＝9.1
×
10-6
/5.5
×
10-6
[0107]
＝1.65式(8)
[0108]
该反应的k2值不是很大，可能以caso4存在，也可以以ca(oh)2存在，计算不同条件下的[ca
2+
]：
[0109]
以caso4来计算[ca
2+
]，[ca
2+
]等于饱和caso4的溶解度，则[ca
2+
]1为：
[0110][0111]
以ca(oh)2来计算[ca
2+
]，[ca
2+
]等于饱和ca(oh)2的溶解度，则[ca
2+
]2为：
[0112][0113]
因为[ca
2+
]1小于[ca
2+
]2，所以溶液中ca以硫酸钙的形式存在，[ca
2+
]饱和硫酸钙的溶解度为3.02
×
10-3
mol/l，因此在edta体系下，反应完剩下的[pb
2+
]为：
[0114]
[pb
2+
]＝([pb
2+
]/[ca
2+
])
×
[ca
2+
]
[0115]
＝4.47
×
10-8
×
3.02
×
10-3
[0116]
＝1.35
×
10-10
mol/l式(11)
[0117]
式(11)中1.35
×
10-10
mol/l换算成mg/l，[pb
2+
]＝2.79
×
10-8
g/l＝2.79
×
10-5
mg/l，参照标准gb/16889-2008，飞灰解毒渣的浸出液中pb浓度需小于0.25mg/l，满足标准要求。
[0118]
同理，计算hg、cu、zn、ni、cr等重金属的去除情况：
[0119]
表13：edta体系下，反应完剩下[m
2+
]/(mol/l)
[0120][0121]
将表13各重金属的浓度从mol/l换算成mg/l，结果如下表14所示：
[0122]
表14：edta体系下，反应完剩下[m
2+
]/(mg/l)
[0123][0124][0125]
根据表14发现，重金属元素均能低于标准gb/16889-2008的要求。因此edta能与飞灰中的重金属发生络合反应，生成溶出飞灰的重金属络合物，通过固液分离，得到飞灰解毒渣，能满足标准gb/16889-2008，实现飞灰的解毒处理。
[0126]
2、edta-飞灰的球磨反应机理
[0127]
edta是一种常见金属络合剂，从理论上能够与金属发生反应生成可溶性的金属络合物，然而实际上简单的搅拌反应无法使edta分散到飞灰的颗粒内部，与飞灰的重金属完全反应。无论是从已有的文献还是本课题组实验，简单的搅拌反应均达不到标准gb/16889-2008的要求。
[0128]
而本发明采用球磨节能技术，在球磨的作用下，edta与飞灰得到充分的分散、混合，与飞灰颗粒内部中的重金属充分接触，并在机械能的作用下充分快速反应，从而实现飞
灰中重金属的溶出、去除，能够达到国家标准gb/16889-2008要求；本发明edta投加量少，反应时间短，大大提高了物料的处理效率，处理成本低。
[0129]
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
[0130]
(1)与现有通过edta与飞灰进行搅拌反应比，本发明具有以下优点：
[0131]
①
反应充分：
[0132]
现有搅拌反应方法：无法使edta与飞灰中的重金属充分反应，即使edta投入量达到2.5％时，pb和cd的浓度分别为0.2898mg/l、0.1878mg/l，依然达不到国家标准gb/16889-2008要求(0.25mg/l、0.15mg/l)；通过类似edta简单搅拌反应处理四川省绵阳市的本地飞灰，发现pb浓度为0.697mg/l，同样也达不到标准gb/16889-2008要求(0.25mg/l)；
[0133]
本发明方法：采用球磨节能技术，在球磨的作用下，edta与飞灰得到充分的分散、混合，与飞灰颗粒内部中的重金属充分接触，并在机械能的作用下充分快速反应，从而实现飞灰中重金属的溶出、去除，从而达到国家标准gb/16889-2008要求；
[0134]
②
处理量大：
[0135]
现有搅拌反应方法：现有搅拌反应液固比为(2～10):1，相当于5到10份溶液才能处理1份飞灰；
[0136]
本发明方法：液固比为1:1，相当于一份溶液能处理1份飞灰，其处理量是现有技术的5倍左右，处理效率高，处理量大；
[0137]
③
反应时间短：
[0138]
现有搅拌反应方法：现有搅拌反应一般需要反应30min及以上，
[0139]
本发明方法：仅需球磨5～15min就能实现edta与飞灰的球磨反应，反应时间短，消耗的能量更小，处理效率更高；
[0140]
④
edta用量少：
[0141]
现有搅拌反应方法edta加入量为3.5％左右，而本发明中edta的加入量在0.5％左右(0.2％～1.0％)，本发明edta用量更少，材料成本低；
[0142]
与现有搅拌反应方法技术相比，本发明具有反应充分、处理量大、反应时间短、edta用量少，成本低的优点。
[0143]
(2)与现有的螯合剂+水泥固化处理飞灰相比，本发明具有以下优点：
[0144]
①
药剂用量少：螯合剂+水泥固化方法螯合剂用量占飞灰的2.5％左右，而且还需要投入5～10％的水泥量，而本发明只需要投加0.5％edta，不需要投入水泥；
[0145]
②
成本低：螯合剂+水泥固化方法中的螯合剂+水泥的材料成本在200-300元/吨飞灰；本发明仅需30元/吨飞灰左右，材料成本低近10倍；
[0146]
③
不占土地：螯合剂+水泥固化处理后的飞灰渣需要运至专门的填埋场作为危险废物进行填埋处理，用大量的土地进行堆放，需要长期管控，运行管控成本高，而本发明处理后的飞灰解毒渣可用作建材，不用填埋处理，节约了大量的土地；
[0147]
④
重金属泄露潜在污染：
[0148]
螯合剂+水泥固化方法中有机螯合剂有使用寿命，一定时间后会老化变质，飞灰重金属危险活性就会增强，渗漏危险性就提高，一旦遇到超级大暴雨天气，易带来大规模的重金属泄露和排放，造成大型环境污染事故；
[0149]
而本发明方法已分离除去活性的毒重金属，不存在螯合剂老化变质带来的重金属
泄露潜在污染。
[0150]
⑤
可再利用性能：
[0151]
螯合剂+水泥固化后的飞灰仍然是固体危险废物，必须进行填埋处理，不能再利用；
[0152]
而本发明经解毒处理后的飞灰解毒渣能够达到标准要求，能用于砂浆、墙板等建筑材料的制备，实现了飞灰的再利用。
[0153]
与螯合剂+水泥固化方法相比，本发明方法有成本大幅降低、可再利用，没有重金属泄露潜在污染的突出优点；
[0154]
(3)与玻璃固化相比，本发明具有以下优点：
[0155]
①
成本低：玻璃固化需要在1000℃以上熔融反应15～80min，消耗能源大，前期设备投资高，处理费用达到1500～3000元/吨飞灰，而本发明的药剂(即edta)成本只需要30元/吨飞灰，成本更低，能耗更少；
[0156]
②
不占土地：玻璃固化处理后得到的玻璃态熔渣仍然是危险固体废物，需要运送到填埋场进行填埋处理，占用大量的土地堆放，管理、监控以及维护费用高，而本技术处理后的飞灰解毒渣不用填埋处理，节约了大量的土地资源；
[0157]
③
可再利用：玻璃固化后的飞灰同样是危险固体废物，其中重金属由于玻璃固化后不易分离除去，很难再有方法去除其重金属杂质，从而基本失去再利用的可能，而本发明经解毒处理后的飞灰解毒渣能够用于建筑材料的制备，实现了飞灰的再利用；
[0158]
(4)本发明采用edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，常温下能迅速反应，具有反应充分、成本低、能耗低、效率高、反应时间短、不占土地、可实现飞灰的再利用等特点，提供了一种速度快、效率高、易操作、经济环保的垃圾焚烧飞灰中重金属的去除方法，而且获得的飞灰解毒渣不再是固体危险废物，可用于建筑砂浆、建筑墙板的制备，具有突出的技术经济和环境效应，实用性强。
具体实施方式
[0159]
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0160]
实施例1：
[0161]
一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，步骤为：
[0162]
a、配料：按垃圾焚烧飞灰50.8％、水49％、edta 0.2％的重量百分比例取原料垃圾焚烧飞灰、水、edta；
[0163]
b、球磨反应：将垃圾焚烧飞灰、水、edta加入到球磨机中，按球：料重量比为3:1投入磨球，在常温下，球磨反应5min，完成垃圾焚烧飞灰的球磨反应，得到反应完全后的浆体；
[0164]
c、堆淋法获取飞灰解毒渣：
[0165]
第一步，将步骤b得到的反应完全后的浆体进行堆放，自然渗出滤液并收集(滤液)，得到堆放后的浆体；
[0166]
第二步，喷洒(适量的)水淋洗堆放后的浆体，采用标准hj/t 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测定渣(即堆放后的浆体)中的重金属浸出浓度，检测
结果是：渣中的重金属(主要是pb、zn、cd、ni、cu、cr、hg等)浓度符合国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb/16889-2008)要求，即获得飞灰解毒渣。飞灰解毒渣可以用于砂浆、墙板等制备，收集得到的滤液待其它方法处理。
[0167]
实施例2～20：
[0168]
一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，具体步骤及检测结果同实施例1，主要是改变飞灰、水和edta配比，有关参数见下表：
[0169][0170]
实施例21～25：
[0171]
一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，具体步骤及检测结果同实施例1，主要是改变球料比，其有关参数见下表：
[0172]
[0173][0174]
实施例26～35：
[0175]
一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，具体步骤及检测结果同实施例1，主要是改变球磨时间，其有关参数见下表：
[0176][0177]
实施例36：
[0178]
一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，步骤为：
[0179]
a、配料：按垃圾焚烧飞灰50.8％、水49％、edta 0.2％的重量百分比例取原料垃圾焚烧飞灰、水、edta；
[0180]
b、球磨反应：将垃圾焚烧飞灰、水、edta加入到球磨机中，按球：料重量比为3:1投入磨球，在常温下，球磨反应5min，完成垃圾焚烧飞灰的球磨反应，得到反应完全后的浆体；
[0181]
c、离心分离或机械挤压法获取飞灰解毒渣：
[0182]
第一步，将步骤b中的反应完全后的浆体通过离心机或(板块)压力机等机械进行固液分离，得到固液分离后的固体；收集滤液；
[0183]
第二步，加入(适量)水洗涤固液分离后的固体，采用标准hj/t300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测定渣(即固液分离后的固体)的重金属浸出浓度，检测结果是：渣中的重金属(主要是pb、zn、cd、ni、cu、cr、hg等)浓度符合国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb/16889-2008)要求，即获得飞灰解毒渣。飞灰解毒渣可以用于砂浆、墙板等制备；收集的滤液待其它方法处理。
[0184]
实施例37：
[0185]
一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，步骤为：
[0186]
a、配料：按实施例2～20中任一实施例的重量百分比例取原料垃圾焚烧飞灰、水、edta；
[0187]
b、球磨反应：将垃圾焚烧飞灰、水、edta加入到球磨机中，按实施例21～25中任一
实施例的球：料重量比投入磨球，在常温下，经球磨反应5～15min中任一时间，即完成垃圾焚烧飞灰的球磨反应，得到反应完全后的浆体；
[0188]
c、离心分离或机械挤压法获取飞灰解毒渣：
[0189]
第一步，将步骤b中的反应完全后的浆体通过离心机或(板块)压力机等机械进行固液分离，得到固液分离后的固体；收集滤液；
[0190]
第二步，加入(适量)水洗涤固液分离后的固体，采用标准hj/t300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测定渣(即固液分离后的固体)的重金属浸出浓度，检测结果是：渣中的重金属(主要是pb、zn、cd、ni、cu、cr、hg等)浓度符合国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb/16889-2008)要求，即获得飞灰解毒渣。飞灰解毒渣可以用于砂浆、墙板等制备；收集的滤液待其它方法处理。
[0191]
上述实施例中：所述垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰(采用的烟气捕集剂一般可以是石灰乳)。
[0192]
上述实施例中：所述的edta可以是成都市恒亿化工产品有限公司生产提供的edta或四川华源盛泰生物科技有限公司生产提供的edta或市售产品。
[0193]
上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为重量(质量)百分比例或本领域技术人员公知的百分比例；所采用的比例中，未特别注明的，均为重量(质量)比例；所述重量份可以均是克或千克。
[0194]
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(时间、比例等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
[0195]
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术，所述原材料均为市售产品。
[0196]
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

技术特征：
1.一种edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征是步骤为：a、配料：按垃圾焚烧飞灰45%～55%、水44%～54.8%、edta 0.2%～1.0%的重量百分比例取原料垃圾焚烧飞灰、水、edta；b、球磨反应：将垃圾焚烧飞灰、水、edta加入到球磨机中，按球：料重量比为3～6:1投入磨球，在常温下，球磨反应5～15min，得到反应完全后的浆体；c、堆淋法获取飞灰解毒渣：第一步，将步骤b得到的反应完全后的浆体进行堆放，自然渗出滤液并收集，得到堆放后的浆体；第二步，喷洒水淋洗堆放后的浆体，采用标准hj/t 300-2007《固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》测定渣中的重金属浸出浓度，至渣中的重金属浓度符合国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》（gb/16889-2008）要求，即获得飞灰解毒渣。2.按权利要求1所述edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征是：所述步骤c替换为：离心分离或机械挤压法获取飞灰解毒渣：第一步，将步骤b中的反应完全后的浆体通过离心机或压力机等机械进行固液分离，得到固液分离后的固体；收集滤液；第二步，加入水洗涤固液分离后的固体，采用标准hj/t 300-2007《固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》测定渣的重金属浸出浓度，至渣的重金属浓度符合国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》（gb/16889-2008）要求，即获得飞灰解毒渣。3.按权利要求1或2所述edta球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征是：所述垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰。

技术总结
本发明公开了一种EDTA球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，其特征是步骤为：按垃圾焚烧飞灰45%～55%、水44%～54.8%、EDTA 0.2%～1.0%的重量百分比例取各原料；将垃圾焚烧飞灰、水、EDTA加入到球磨机中，按球：料重量比为3～6:1投入磨球，在常温下，球磨反应5～15min，得到反应完全后的浆体；再采用堆淋法、离心法、挤压法实现固液分离，获得飞灰解毒渣。本发明采用EDTA球磨反应去除垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，常温下能迅速反应，具有反应充分、成本低、能耗低、效率高、反应时间短、易操作、经济环保等特点，获得的飞灰解毒渣可用于建筑砂浆、建筑墙板的制备，实用性强。实用性强。


技术研发人员：邓跃全 赵廷兴 刘辉强 吴昊 叶刚 李敏 邹威亮 曾洁
受保护的技术使用者：西南科技大学
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/13